KR20180083662A - Modified epoxy resin, preparation method thereof and thermosetting resin composition comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 개질 에폭시 수지, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 열경화성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지를 제조하고, 이를 이용하여 계면 및 기계적 물성이 향상된 열경화성 수지 조성물로 응용하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a modified epoxy resin, a method for producing the same, and a thermosetting resin composition containing the modified epoxy resin. More particularly, the present invention relates to a modified epoxy resin having an epoxy resin and a dopamine bonded thereto, To a technique for application to a composition.
일반적으로 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기를 가지고 있는 화합물이며, 상기 에폭시 수지는 열경화성 수지의 일종으로서 촉매 또는 경화제 존재 하에서 실온에서 혹은 가열하면 경화되어 3차원적 가교수지로 된다. In general, an epoxy resin is a compound having an epoxy group in a molecule, and the epoxy resin is a kind of a thermosetting resin which is cured at room temperature or in the presence of a catalyst or a curing agent to form a three-dimensionally crosslinked resin.
경화제의 작용으로 에폭시 수지가 가교반응에 의해 3차원화되어 경화되려면 적어도 한 분자 중에 에폭시기를 2 개 이상 가지고 있어야 하며, 경화제로는 디아민, 트리아민, 또는 그 이상의 폴리아민류, 폴리아미드류, 디카르복시산 또는 그 무수물, 그리고 플루오르화붕소와 같은 루이스산이나 루이스산과 아민의 복합물 등이 사용된다. 여기서, 제1 아민은 다관능성 물질로서 1분자 중에 2 개 이상의 에폭시기를 가진 에폭시 수지 내의 에폭시환이 없어질 때까지 반응하여 3차원화된 경화물을 만든다.In order for the epoxy resin to be three-dimensionally cured by the action of the curing agent, the epoxy resin must have at least two epoxy groups in one molecule. Examples of the curing agent include diamines, triamines or higher polyamines, polyamides, dicarboxylic acids Or an anhydride thereof, and a mixture of a Lewis acid such as boron fluoride or an Lewis acid and an amine. Herein, the primary amine reacts until the epoxy ring in the epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is eliminated as a polyfunctional substance to produce a three-dimensionally cured product.
이와 같이 에폭시 수지는 무수산화물 또는 아민계 등의 경화제와 반응하여 불융, 불용으로 되는 열경화성 수지의 대표적인 예이며, 기계적 강도, 전기적 성능 및 화학적 특성의 우수성 때문에 접착제, 코팅제, 전기절연체 그리고 복합재료의 매트릭스 등으로 널리 사용되고 있다.As described above, the epoxy resin is a typical example of a thermosetting resin that reacts with a curing agent such as an anhydrous or amine-based curing agent to become insoluble or insoluble. Due to the excellent mechanical strength, electrical performance and chemical properties, a matrix of an adhesive, a coating agent, And so on.
그러나 에폭시 수지는 본질적으로 취성적인 성질을 갖고 있기 때문에 내충격성이 요구되는 용도에는 제한되어 왔다. 또한, 에폭시 수지의 경화반응에 의한 경화수축 및 경화물의 냉각에 따른 냉각수축 등 상기 경화물의 물리적인 변화에 의하여 내부응력이 발생되는데, 이렇게 발생된 내부응력이 상기 경화물의 강도를 넘을 경우 경화제의 작용에 의하여 생성된 가교결합이 끊어져 상기 경화물에 균열이 발생된다. 이러한 내부응력의 발생은 접착물의 접착강도 저하, 토목·건축물의 기계적 강도 저하, 도료의 균열 및 박리 현상 등을 야기시킨다.However, since epoxy resins are inherently brittle, they have been limited to applications where impact resistance is required. In addition, internal stress is generated due to physical change of the cured product such as shrinkage of curing by the curing reaction of the epoxy resin and cooling shrinkage due to cooling of the cured product. When the internal stress thus generated exceeds the strength of the cured product, The cracks generated in the cured product are broken. The occurrence of such internal stress causes a decrease in adhesive strength of the adhesive, a decrease in the mechanical strength of civil engineering and construction, cracking and peeling of the paint, and the like.
이러한 에폭시 수지의 단점으로 대두되고 있는 내부응력 발생과 취성적인 성질을 보환하기 위한 방법으로서 에폭시 수지 구조자체를 개질하는 방법이 알려져 있다. 즉, 에폭시 수지에 그 구조자체의 가교밀도를 떨어뜨리는 구조의 화합물을 도입하거나, 또는 에폭시 수지에 바이페닐기나 나프탈렌기를 도입함으로써 열팽창계수를 높여 내부응력을 떨어뜨리는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 이 방법에 의한 개질은 그 개질 비용에 비하여 발현효과가 적은 것이 단점으로 지적되어 왔다. A method for modifying the epoxy resin structure itself has been known as a method for compensating for the generation of internal stress and brittleness which is a disadvantage of such epoxy resin. That is, a method of introducing a compound having a structure which lowers the crosslinking density of the structure itself into an epoxy resin, or introducing a biphenyl group or a naphthalene group into the epoxy resin to increase the coefficient of thermal expansion to decrease the internal stress. However, it has been pointed out that the modification by this method is less effective than the modification cost.
특히, 상용화 및 개발된 기존의 에폭시 수지의 계면 및 기계적 물성이 취약한 문제가 있는 바, 에폭시 수지의 응용분야 확대를 위한 새로운 기술이 시급한 실정이다.Particularly, there is a problem that the interface and the mechanical properties of the existing epoxy resin which is commercialized and developed are weak, and new technology for expanding the application field of the epoxy resin is urgently needed.
따라서, 본 발명자는 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지를 제조할 수 있으면, 이를 이용하여 계면 및 기계적 물성이 향상된 열경화성 수지 조성물로 응용할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
Therefore, the inventors of the present invention have completed the present invention by focusing on the fact that a modified epoxy resin to which an epoxy resin and a dopamine are bonded can be used as a thermosetting resin composition having improved interface and mechanical properties.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지, 이의 제조방법 및 이를 포함하여 계면 및 기계적 물성이 향상된 열경화성 수지 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a modified epoxy resin having epoxy resin and dopamine bonded thereto, a process for preparing the same, and a thermosetting resin composition having improved interface and mechanical properties, will be.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a modified epoxy resin to which an epoxy resin and a dopamine are bonded.
상기 에폭시 수지의 에폭사이드기 및 상기 도파민의 아민기가 결합된 것일 수 있다.An epoxide group of the epoxy resin and an amine group of the dopamine.
상기 에폭시 수지 대비 0.1 내지 10 중량%의 도파민이 포함될 수 있다.And 0.1 to 10% by weight of dopamine relative to the epoxy resin may be included.
상기 에폭시 수지는 비스페놀 A계 에폭시 수지일 수 있다.The epoxy resin may be a bisphenol A epoxy resin.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 개질 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 열경화성 수지 조성물을 제공한다.The present invention also provides a thermosetting resin composition comprising a modified epoxy resin and a curing agent according to the present invention.
상기 개질 에폭시 수지 대비 10 내지 80 중량%의 경화제가 포함된 것일 수 있다.And 10 to 80% by weight of a curing agent based on the modified epoxy resin.
상기 경화제는 아민계 경화제일 수 있다.The curing agent may be an amine-based curing agent.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물 및 수소결합성 작용기를 갖는 재료가 수소결합된 복합재료를 제공한다.The present invention also provides a composite material in which a thermosetting resin composition according to the present invention and a material having a hydrogen-sintering functional group are hydrogen-bonded.
또한, 본 발명은 (a) 에폭시 수지 및 도파민을 혼합하여 개질 에폭시 수지를 수득하는 단계;를 포함하는 개질 에폭시 수지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for producing a modified epoxy resin comprising: (a) mixing an epoxy resin and dopamine to obtain a modified epoxy resin.
또한, 본 발명은 (a) 에폭시 수지 및 도파민을 혼합하여 개질 에폭시 수지를 수득하는 단계; 및 (b) 상기 개질 에폭시 수지 및 경화제를 혼합하여 경화시키는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a modified epoxy resin, comprising: (a) mixing an epoxy resin and dopamine to obtain a modified epoxy resin; And (b) mixing and curing the modified epoxy resin and a curing agent. The present invention also provides a method for producing a thermosetting resin composition.
상기 경화는 30 내지 200 ℃에서 1 내지 10 시간 동안 수행될 수 있다.
The curing may be carried out at 30 to 200 DEG C for 1 to 10 hours.
본 발명에 따르면, 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지, 이의 제조방법 및 이를 포함하여 계면 및 기계적 물성이 향상된 열경화성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a modified epoxy resin to which an epoxy resin and a dopamine are bonded, a process for preparing the same, and a thermosetting resin composition having improved interface and mechanical properties.
도 1은 본 발명의 실시예 2에 따른 열경화성 수지 조성물이 제조되는 과정의 화학반응 메커니즘이다.
도 2는 본 발명의 (a) 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 (b) 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 시편 이미지이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 유리섬유 상에 본 발명의 (a) 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 (b) 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛 이미지이다.
도 5는 도 4의 마이크로드롭렛에 대한 사이클릭 실험 결과 그래프이다.1 is a chemical reaction mechanism in the process of preparing a thermosetting resin composition according to Example 2 of the present invention.
2 is a thermosetting resin composition prepared from (a) Comparative Example 1 of the present invention and (b) a thermosetting resin composition prepared from Example 2. Fig.
3 is a graph showing the tensile strengths of the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 of the present invention and the thermosetting resin composition prepared in Example 2. Fig.
4 is a microdroplet image of the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 (a) of the present invention and the thermosetting resin composition prepared in Example 2 (b) on a glass fiber.
FIG. 5 is a graph of a cyclic test result for the microdroplet of FIG.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.In the following, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.
본 발명은, 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지를 제공한다. 본 발명에 따른 개질 에폭시 수지는 기존 에폭시 수지에 도파민이 결합된 간단한 구조로 형성되어, 도파민이 갖는 벤젠링 및 히드록시 그룹을 통하여, 재료의 강직성 및 접착성을 증진시키는 데 효과적이다.The present invention provides a modified epoxy resin to which an epoxy resin and a dopamine are bonded. The modified epoxy resin according to the present invention is formed into a simple structure in which dopamine is bonded to a conventional epoxy resin, and is effective for improving rigidity and adhesiveness of the material through the benzene ring and the hydroxy group of the dopamine.
바람직하게는, 상기 에폭시 수지의 에폭사이드기 및 상기 도파민의 아민기가 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Preferably, the epoxide group of the epoxy resin and the amine group of the dopamine are combined, but the present invention is not limited thereto.
상기 에폭시 수지 대비 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%의 도파민이 포함될 수 있으며, 도파민의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 도파민 결합에 따른 효과가 저하될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 오히려 에폭시 수지의 유연성을 저하시킬 수 있어 바람직하지 않다.The dopamine may be contained in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 1.5% by weight, based on the weight of the epoxy resin. When the content of dopamine is less than the lower limit, the effect of dopamine bonding may be deteriorated. The flexibility of the epoxy resin may be deteriorated.
상기 에폭시 수지는 그 종류에 특별히 한정이 없고, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 난연성 에폭시 수지, 고리지방족 에폭시 수지, 고무 변형된 에폭시 수지, 다관능형 아민 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지 및 하이드리지네이티드 비스페놀 A형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니며, 비스페놀 A계 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.The epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak type epoxy resin, flame retardant epoxy resin, cycloaliphatic epoxy resin, rubber modified epoxy resin, An amine epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, and a hydridden bisphenol A type epoxy resin may be used, but not limited thereto, and it is preferable to use a bisphenol A type epoxy resin desirable.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 개질 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 열경화성 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 도파민으로 개질된 개질에폭시 수지를 포함함으로써, 계면 및 기계적 물성이 향상되는 효과가 있다.The present invention also provides a thermosetting resin composition comprising a modified epoxy resin and a curing agent according to the present invention. The thermosetting resin composition according to the present invention contains modified epoxy resin modified with dopamine, thereby improving the interface and mechanical properties.
상기 개질 에폭시 수지 대비 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%의 경화제가 포함될 수 있으며, 경화제의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 열경화성 수지 조성물의 기계적 물성이 저하되거나, 경화속도가 느린 문제점이 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 급격하게 경화되어 작업성이 나빠지는 문제점이 있다.The curing agent may be contained in an amount of 10 to 80% by weight, preferably 25 to 35% by weight, based on the modified epoxy resin. When the amount of the curing agent is less than the lower limit, mechanical properties of the thermosetting resin composition may deteriorate, In case of exceeding the upper limit value, there is a problem that the curing rapidly occurs and the workability is deteriorated.
상기 경화제는 그 종류에 특별히 한정이 없고, 예를 들면 디에틸렌 트리아민(diethylene triamine, DETA), 트리에틸렌 테트라아민(triethylene tetramine, TETA), 디에틸아미노 프로필아민(diethylamino propyl amine, DEAPA), 멘탄 디아민(menthane diamine, MDA), N-아미노에틸 피페라진(N-aminoethyl piperazine, N-AEP), 메타-크실렌 디아민(mxylene diamine, MXDA), 이소포론 디아민(isophorone diamine, IPDA) 및 디시안디아미드(dicyandiamide, DICY)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아민계 경화제를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The curing agent is not particularly limited and includes, for example, diethylene triamine (DETA), triethylene tetramine (TETA), diethylamino propyl amine (DEAPA), menthane It is also possible to use diamines such as menthane diamine (MDA), N-aminoethyl piperazine (N-AEP), mxylene diamine (MXDA), isophorone diamine (IPDA) and dicyandiamide dicyandiamide, and DICY) may be used, but the present invention is not limited thereto.
특히, 상기 경화제의 함량이 개질 에폭시 수지 대비 10 내지 80 중량%임과 동시에 아민계 경화제를 사용할 경우에는 열경화성 수지 조성물의 인장강도가 현저히 상승되는 것을 확인하였다.In particular, it has been confirmed that the content of the curing agent is 10 to 80% by weight based on the modified epoxy resin, and the tensile strength of the thermosetting resin composition is significantly increased when the amine curing agent is used.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물 및 수소결합성 작용기를 갖는 재료가 수소결합된 복합재료를 제공한다. 본 발명에 따른 복합재료는 상기 열경화성 수지 조성물 내에 결합된 도파민의 히드록시 그룹을 통하여 수소결합성 작용기를 갖는 재료와의 수소결합을 통하여 계면물성을 증진시키는 효과가 있다.The present invention also provides a composite material in which a thermosetting resin composition according to the present invention and a material having a hydrogen-sintering functional group are hydrogen-bonded. The composite material according to the present invention has an effect of improving interfacial properties through hydrogen bonding with a material having a hydrosilylation functional group through a hydroxy group of dopamine bonded to the thermosetting resin composition.
상기 수소결합성 작용기는 -OH기, -NH2기, -NHR기(R은 지방족 탄화수소기, 방향족기를 나타낸다), -CONH2기, -NH-기, -NHOH기가 포함된다. 수소결합성을 갖는 결합기의 예에는, -NHCO- 결합기, -CONHCO- 결합기, 또는 -NH-NH- 결합기가 포함된다. 이들 중에서도, 본 발명에 있어서의 수소결합성 작용기로는 -OH로 표시되는 히드록시 그룹이 바람직하다.The hydrogen-sintering functional group includes -OH group, -NH 2 group, -NHR group (R represents an aliphatic hydrocarbon group or aromatic group), -CONH 2 group, -NH- group or -NHOH group. Examples of linking groups having hydrogen sintering include -NHCO-linking groups, -CONHCO-linking groups, or -NH-NH-linking groups. Among them, a hydroxy group represented by -OH is preferable as the hydrogen-bonding synthetic functional group in the present invention.
또한, 본 발명은 (a) 에폭시 수지 및 도파민을 혼합하여 개질 에폭시 수지를 수득하는 단계;를 포함하는 개질 에폭시 수지의 제조방법을 제공한다. 이러한 제조방법은 에폭시 수지에 도파민을 단순 혼합하여 강직성 및 접착성이 형성된 개질 에폭시 수지를 얻는데 효과적이다.The present invention also provides a process for producing a modified epoxy resin comprising: (a) mixing an epoxy resin and dopamine to obtain a modified epoxy resin. This production method is effective for obtaining a modified epoxy resin in which rigidity and adhesiveness are formed by simply mixing dopamine with an epoxy resin.
또한, 본 발명은 (a) 에폭시 수지 및 도파민을 혼합하여 개질 에폭시 수지를 수득하는 단계; 및 (b) 상기 개질 에폭시 수지 및 경화제를 혼합하여 경화시키는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a modified epoxy resin, comprising: (a) mixing an epoxy resin and dopamine to obtain a modified epoxy resin; And (b) mixing and curing the modified epoxy resin and a curing agent. The present invention also provides a method for producing a thermosetting resin composition.
상기 경화는 30 내지 200 ℃, 바람직하게는 50 내지 100 ℃에서 1 내지 10 시간, 바람직하게는 3 내지 5 시간 동안 수행될 수 있다.The curing may be carried out at 30 to 200 DEG C, preferably 50 to 100 DEG C for 1 to 10 hours, preferably 3 to 5 hours.
이하에서는 본 발명에 따른 제조예 및 실시예를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, production examples and embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예 1: 개질 에폭시 수지의 제조Example 1: Preparation of modified epoxy resin
Bisphenol A계 에폭시 수지(KFR 121, 국도화학, 한국) 대비 도파민(Sigma-aldrich사) 1중량%를 첨가하고, 상기 에폭시 수지에 상기 도파민이 다 녹을 때까지 혼합하여 개질 에폭시 수지를 제조하였다.
1% by weight of dopamine (Sigma-aldrich) relative to bisphenol A epoxy resin (KFR 121, Kukdo Chemical Co., Korea) was added and mixed until the dopamine dissolved in the epoxy resin was mixed to prepare a modified epoxy resin.
실시예 2: 열경화성 수지 조성물의 제조Example 2: Preparation of thermosetting resin composition
상기 실시예 1로부터 제조된 개질 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 아민계 경화제(KFH 141, 국도화학, 한국) 30 중량부를 혼합한 후, 80 ℃에서 4 시간 동안 경화시켜 열경화성 수지 조성물을 제조하였다[도 1 참조].
30 parts by weight of an amine curing agent (KFH 141, Kukdo Chemical Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of the modified epoxy resin prepared in Example 1, followed by curing at 80 캜 for 4 hours to prepare a thermosetting resin composition 1].
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 2와 동일하게 수행하되, 도파민을 첨가하지 않은 Bisphenol A계 에폭시 수지(KFR 121, 국도화학, 한국)를 사용하여 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
A thermosetting resin composition was prepared using Bisphenol A epoxy resin (KFR 121, Kukdo Chemical Co., Ltd., Korea), which was carried out in the same manner as in Example 2 except that no dopamine was added.
도 2는 본 발명의 (a) 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 (b) 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 시편 이미지이다.2 is a thermosetting resin composition prepared from (a) Comparative Example 1 of the present invention and (b) a thermosetting resin composition prepared from Example 2. Fig.
도 2를 참조하면, 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 경우 투명한 색상을 띠는 반면, 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물은 도파민의 첨가로 인한 산화반응으로 갈색을 띠는 것을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 2, it can be seen that the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 is transparent in color, whereas the thermosetting resin composition prepared in Example 2 is brown due to the oxidation reaction due to addition of dopamine .
도 3은 본 발명의 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 인장강도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the tensile strengths of the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 of the present invention and the thermosetting resin composition prepared in Example 2. Fig.
도 3을 참조하면, 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 인장강도는 65 MPa인데 반해, 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 인장강도는 75 Mpa로 기초물성이 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한, 기울기를 통하여 modulus 또한 증가한 것으로 보아 수지의 강직성이 향상된 것으로 판단된다.
Referring to FIG. 3, the tensile strength of the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 was 65 MPa, whereas the tensile strength of the thermosetting resin composition prepared in Example 2 was 75 MPa. In addition, modulus is also increased by the slope, which suggests that the rigidity of the resin is improved.
도 4는 유리섬유 상에 본 발명의 (a) 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물 및 (b) 실시예 2로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛 이미지이다.4 is a microdroplet image of the thermosetting resin composition prepared in Comparative Example 1 (a) of the present invention and the thermosetting resin composition prepared in Example 2 (b) on a glass fiber.
섬유와 수지가 친하면 서로 더 잘 붙으려고 하여 수지의 마이크로드롭렛이 타원형에 가까워지는데 반해, 섬유와 수지가 친하지 않으면 서로 안 붙으려고 하여 수지의 마이크로드롭렛이 원형에 가까워진다. 도 4를 참조하면, 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛의 경우 원형에 가까운 반면, 실시예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛의 경우 타원에 가까운 것을 확인할 수 있다. 이는 도파민이 가지고 있는 히드록시 그룹과 유리섬유가 가지고 있는 히드록시 간의 수소결합을 통하여 계면 물성이 증진된 것으로 판단된다.
When the fibers and the resin are close to each other, the microdroplets of the resin are closer to the elliptical shape, while the fibers and the resin are not close to each other. Referring to FIG. 4, the microdroplets of the thermosetting resin composition prepared from Comparative Example 1 are close to circular, while the microdroplets of the thermosetting resin composition prepared from Example 1 are close to ellipses. It is believed that the interface property of dopamine is enhanced by hydrogen bonding between hydroxy group and hydroxy group of dopamine.
도 5는 도 4의 마이크로드롭렛에 대한 사이클릭 실험 결과 그래프이다.FIG. 5 is a graph of a cyclic test result for the microdroplet of FIG.
동일한 사이즈(120 um)일 때 피로간격을 0.1 내지 0.12 mm로 주어 마이크로드롭렛의 변화를 관찰하였다. 실시예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛의 첫 사이클에 대한 기울기가 비교예 1로부터 제조된 열경화성 수지 조성물의 마이크로드롭렛의 기울기보다 크고, 사이클에 따른 응력 유지정도 또한 비교예 1의 마이크로드롭렛보다 좋은 것을 확인하였다. 이를 통하여 에폭시에 도파민을 첨가하면 유리섬유간의 계면접착력이 향상되고, 접착 유지력 또한 향상되는 것을 확인하였다.
The change in microdroplet was observed by applying a fatigue interval of 0.1 to 0.12 mm at the same size (120 μm). The slope of the microdroplet of the thermosetting resin composition prepared in Example 1 with respect to the first cycle was larger than the slope of the microdroplet of the thermosetting resin composition prepared from Comparative Example 1 and the degree of stress- It was confirmed to be better than droplets. Through this, it was confirmed that the addition of dopamine to the epoxy improves the interfacial adhesion between the glass fibers and the adhesive retention.
그러므로 본 발명에 따르면, 에폭시 수지 및 도파민이 결합된 개질 에폭시 수지를 제공할 수 있으며, 이를 이용하여 계면 및 기계적 물성이 향상된 열경화성 수지 조성물로 응용할 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a modified epoxy resin to which an epoxy resin and a dopamine are bonded, and to use the same as a thermosetting resin composition having improved interface and mechanical properties.
Claims (11)
상기 에폭시 수지의 에폭사이드기 및 상기 도파민의 아민기가 결합된 것을 특징으로 하는 개질 에폭시 수지.The method according to claim 1,
Wherein the epoxide group of the epoxy resin and the amine group of the dopamine are bonded to each other.
상기 에폭시 수지 대비 0.1 내지 10 중량%의 도파민이 포함된 것을 특징으로 하는 개질 에폭시 수지.The method according to claim 1,
Wherein the modified epoxy resin comprises 0.1 to 10% by weight of dopamine based on the epoxy resin.
상기 에폭시 수지는 비스페놀 A계 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 개질 에폭시 수지.The method according to claim 1,
Wherein the epoxy resin is a bisphenol A epoxy resin.
상기 개질 에폭시 수지 대비 10 내지 80 중량%의 경화제가 포함된 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.6. The method of claim 5,
Wherein the thermosetting resin composition comprises 10 to 80% by weight of a curing agent based on the modified epoxy resin.
상기 경화제는 아민계 경화제인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.The method according to claim 6,
Wherein the curing agent is an amine-based curing agent.
(b) 상기 개질 에폭시 수지 및 경화제를 혼합하여 경화시키는 단계;를 포함하는 열경화성 수지 조성물의 제조방법.(a) mixing an epoxy resin and dopamine to obtain a modified epoxy resin; And
(b) curing the modified epoxy resin and the curing agent by mixing.
상기 경화는 30 내지 200 ℃에서 1 내지 10 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물의 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the curing is performed at 30 to 200 DEG C for 1 to 10 hours.
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